รากฟันเทียมสำหรับการพิมพ์ 3 มิติ - วัสดุชีวภาพโลหะ - โลหะผสมไททาเนียม
ข้อดี:ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ความแข็งแรงจำเพาะสูง ความต้านทานการกัดกร่อนสูง น้ำหนักเบา ข้อบกพร่องจากการหลอมรวมน้อยลงระหว่างการพิมพ์ 3D
แอปพลิเคชัน:รากฟันเทียมโลหะ เช่น ข้อต่อ กะโหลก รากฟันเทียม
ความท้าทายของรากฟันเทียมไททาเนียมการพิมพ์ 3 มิติ
การใช้วัสดุชีวภาพเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูกได้เพิ่มขึ้นอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากประชากรมีอายุมากขึ้นและผู้ป่วยต้องการรักษาระดับกิจกรรมและคุณภาพชีวิตที่เท่าเดิม ด้วยแรงผลักดันจากความต้องการอย่างมากสำหรับวัสดุชีวภาพเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูก วิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูกได้พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว และได้มีการวิจัยและออกแบบชุดของวัสดุชีวภาพเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูก วัสดุชีวภาพที่มีธาตุเหล็กและแมกนีเซียมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายโดยใช้เทคโนโลยี 3 มิติ เมื่อเทียบกับวัสดุชีวภาพที่มีธาตุเหล็กและแมกนีเซียม วัสดุชีวภาพที่มีไทเทเนียมมีความแข็งแรงสูง มีโมดูลัสจำเพาะต่ำ และมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีกว่า วัสดุชีวภาพแสดงถึงข้อได้เปรียบในการแข่งขันที่ไม่เหมือนใคร
การพิมพ์ 3 มิติวัสดุชีวภาพที่ใช้ไททาเนียมสามารถปรับแต่งได้ตามความต้องการที่แตกต่างกันของแต่ละบุคคล ไม่เพียงแต่สามารถผลิตโครงสร้างที่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังมีข้อได้เปรียบที่เหนือชั้นในแง่ของต้นทุน วงจรการผลิต และการปรับแต่งเฉพาะบุคคล มันสามารถพัฒนาเทคโนโลยีนี้อย่างจริงจังในด้านศัลยกรรมกระดูก ทันตกรรม ฯลฯ และการประยุกต์ใช้หัวใจและหลอดเลือด อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังคงเผชิญกับความท้าทายมากมาย เช่น วิธีสร้างสมดุลระหว่างความสัมพันธ์ระหว่างการเจริญเติบโตของกระดูกที่มีรูพรุนและคุณสมบัติทางกล การเลือกใช้เทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่ง และการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์
Bระบายความร้อนด้วยความเย็น
(1) เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติที่แตกต่างกันมีความแตกต่างในด้านความเร็วในการสแกนความร้อน การจ่ายพลังงาน อัตราการสะสม ฯลฯ เมื่อเทียบกับกระบวนการทั่วไป กระบวนการเตรียมการพิมพ์ 3 มิติมีลักษณะทั่วไปของการให้ความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็ว ซึ่งต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการอย่างแม่นยำ รับชิ้นส่วนคุณภาพสูงและเชื่อถือได้
(2) จำแนกและอธิบายโทโพโลยีของเนื้อเยื่อกระดูก โดยชี้ให้เห็นว่าวิธีหนึ่งในการลดความฝืดคือการเพิ่มประสิทธิภาพโทโพโลยีของวัสดุทดแทนกระดูกที่มีรูพรุนอย่างมีเหตุมีผล ซึ่งจะช่วยลดความแตกต่างของความแข็งระหว่างวัสดุทดแทนกระดูกกับกระดูกเจ้าบ้าน ซึ่งจะช่วยลดความเครียด คำถามป้องกัน
(3) วิเคราะห์อิทธิพลของลักษณะของการให้ความร้อนและความเย็นอย่างรวดเร็วต่อวิวัฒนาการโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมไททาเนียม และคุณสมบัติทางกลสามารถปรับปรุงได้โดยการปรับองค์ประกอบสองเฟสและโครงสร้างจุลภาค
(4) เน้นความเข้ากันได้ทางชีวภาพและการรวมตัวของโลหะผสมไททาเนียมที่มีรูพรุนหลังจากการฝัง; โลหะที่พิมพ์ 3 มิติได้รับการพัฒนาให้ดีขึ้นโดยการพัฒนาเครื่องมือดิจิทัลที่ทรงพลัง เช่น โมเดลเครื่องจักรและการเรียนรู้ของเครื่องร่วมกับฐานความรู้ด้านโลหะวิทยา
ชี้ให้เห็นว่าการพัฒนาวิธีการระบุและรับรองที่มีประสิทธิภาพควรต้องเข้าใจพารามิเตอร์กระบวนการและปัจจัยที่เกี่ยวข้องเป็นอย่างดีซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพความล้า สำหรับรูปทรงการพิมพ์ 3 มิติที่ซับซ้อน เช่น โครงสร้างที่มีรูพรุนและโครงตาข่าย จำเป็นต้องพัฒนาการทดสอบ วิธีสแกน และเทคนิคการประเมินแบบไม่ทำลายที่ดีขึ้น
นอกจากนี้ การประยุกต์ใช้ปัญญาประดิษฐ์และอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องอย่างต่อเนื่องยังให้คำแนะนำทางวิทยาศาสตร์สำหรับการเลือกพารามิเตอร์การประมวลผล ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณภาพของชิ้นส่วนและลดต้นทุนของการลองผิดลองถูก และแมชชีนเลิร์นนิงยังสามารถอัปเดตความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการ-โครงสร้างจุลภาค-คุณสมบัติตามประสบการณ์ได้ เน้นย้ำว่าฐานข้อมูลการพิมพ์ 3 มิติควรได้รับการพัฒนาอย่างจริงจังเพื่อวางรากฐานสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบทดลองและเร่งการปรับแต่งส่วนบุคคล